水迷宮實驗操作流程

水迷宮實驗操作流程水迷宮實驗—簡介

水迷宮實驗是一種強迫實驗動物(大鼠、小鼠)游泳，學習尋找隱藏在水中平臺的一種實驗。水迷宮主要用于測試實驗動物對空間位置感和方向感(空間定位)的學習記憶能力。學習記憶老年癡呆海馬/外海馬研究智力與衰老新藥開發(fā)/篩選/評價藥理學毒理學預防醫(yī)學神經(jīng)生物學動物心理學行為生物學計算機輔助教學所涉及到的領域，在世界上已經(jīng)得到廣泛認可，水迷宮實驗是醫(yī)學院校開展行為學研究尤其是學習與記憶研究的首選經(jīng)典實驗。

水迷宮實驗—原理雖然鼠是天生的游泳健將，但是它們卻厭惡處于水中的狀態(tài)，同時游泳對于鼠來說是十分消耗體力的活動，他們會本能的尋找水中的休息場所。尋找休息場所的行為涉及到一個復雜的記憶過程，包括收集與空間定位有關(guān)的視覺信息，再對這些信息進行處理、整理、記憶、加固、然后再取出，目的是能成功的航行并且找到隱藏在水中的站臺，終從水中逃脫。通過觀察并記錄動物學會在水箱內(nèi)游泳并找到藏在水下逃避平臺所需的時間、采用的策略和它們的游泳軌跡，分析和推斷動物的學習、記憶和空間認知等方面的能力，能比較客觀地衡量動物空間記憶(spatialmemory)，工作記憶(workingmemory)以及空間辨別能力(spatialdiscriminability)的改變。

水迷宮實驗—實驗儀器

水迷宮實驗系統(tǒng)水迷宮裝置水迷宮圖像自動采集軟件分析系統(tǒng)組成。

水迷宮實驗—實驗儀器

水迷宮裝置圓形水池一個可調(diào)節(jié)高度和

可移動位置的站臺遮光簾

水迷宮實驗—實驗儀器

大鼠小鼠迷宮直徑150cm120cm迷宮側(cè)面60cm40cm站臺直徑12cm8cm站臺高度20-35cm20-35cm水溫19-22℃19-22℃圓形水池：實驗可以用于大鼠或小鼠。大小鼠使用的水迷宮大小有所不同。

水迷宮實驗—實驗儀器

圓形水池池壁上標記四個等距離點N、E、S、W作為實驗的起始點，將水池分為四個象限，任選—象限在中央放置站臺。站臺呈黑色，沒于水下1cm，使平臺不可見。水池周圍貼有豐富的參照線索(如三角形、四方形、圓、菱形等幾何圖形置于各個象限)且保持不變，供鼠用來定位平臺。

水迷宮實驗—實驗儀器

遮光簾：可有效遮蔽雜散光進入實驗區(qū)域。采用遮光簾和間接光源避免光對圖像采集時的干擾。自動錄像記錄系統(tǒng)：包括攝像機、監(jiān)視器、計算機（裝有圖象采集卡及分析軟件），攝像機裝于水池上方約3米處，并與監(jiān)視器和計算機相連接。實現(xiàn)了實驗過程的自動化，避免了人工計數(shù)引入的主觀誤差和對實驗動物的干擾，增加了實驗結(jié)果的真實性和可靠性。電腦及分析軟件：提取出水迷宮實驗中實驗動物的運動軌跡，并據(jù)此計算出豐富的行為學定量指標，增加了實驗結(jié)果的可信性；實驗結(jié)果可直接生成Excel文件，便于SPSS、SAS等分析統(tǒng)計軟件中作進一步分析處理。水迷宮實驗—實驗步驟可視平臺實驗：檢測動物的游泳能力和視力是否正常。定位航行實驗：主要反映的是小鼠的記憶能力和對物體的識別能力?？臻g探索實驗：主要反映的是動物的空間定位能力，及在空間探索。過程中的變化規(guī)律。工作記憶實驗：主要反應的是小鼠對復雜的認知工作所必需的信息進行臨時存儲和處理的能力。水迷宮實驗—實驗步驟可視平臺實驗：根據(jù)實驗要求搭建水迷宮實驗設施，調(diào)整水位低于平臺1cm左右，并在水池內(nèi)部粘貼方位提示物。將水池分為四個象限，分別用N，S，W，E命名。每天每只小鼠進行4次實驗，站臺分別放在四個象限的中心位置，小鼠分別在象限中心位置頭部面向水槽壁輕放入水，不要讓小鼠嗆水。小鼠在水中自由探索1分鐘，超過1分鐘未找到平臺，則引導小鼠到平臺并讓小鼠在平臺上停留15s。輕輕拿出小鼠，將小鼠擦干，防止熱量損失過多，有條件的話擦干后的小鼠放在31-33度左右的鼠籠中進行“烘烤”1分鐘左右再放入臨時籠中。清理水池表面的糞便（可以連續(xù)2-4只小鼠實驗后清理，在水迷宮實驗中少量糞便影響不大）。水迷宮實驗—實驗步驟可視平臺實驗：每只小鼠相鄰兩次下水的時間間隔不少于20min。平臺可見的實驗有時1天以內(nèi)就可以檢測到小鼠運動和視力是否有明顯問題，所以根據(jù)實驗情況，有時也只需要1天時間。水迷宮實驗—實驗步驟定位航行實驗（平臺隱藏期實驗）：根據(jù)實驗要求搭建水迷宮實驗設施，調(diào)整水位高于平臺表面將近1cm，并在水池內(nèi)部粘貼方位提示物，在定位航行期內(nèi)的站臺位置固定。連續(xù)實驗5天，每天每只小鼠進行4次實驗，將小鼠面朝水池壁輕輕放入水中。站臺位置不變，第一天放入小鼠的順序分別為1、5、3、7；第二天放入小鼠的順序分別為7、3、5、1，以此類推。鼠在水中自由探索90s，超過90s未找到平臺，則引導小鼠到平臺并讓小鼠在平臺上停留15s；將小鼠擦干，防止熱量損失過多，有條件的話擦干后的小鼠放在31-33度左右的鼠籠中進行“烘烤”一分鐘左右再放入臨時籠中。輕輕拿出小鼠，將小鼠擦干，防止熱量損失過多，有條件的話擦干后的小鼠放在31-33度左右的鼠籠中進行“烘烤”1分鐘左右再放入臨時籠中。水迷宮實驗—實驗步驟定位航行實驗（平臺隱藏期實驗）：清理水池表面的糞便（可以連續(xù)2-4只小鼠實驗后清理，在水迷宮實驗中少量糞便影響不大）。每只小鼠兩次下水的時間間隔不少于20min。記錄全部過程影像資料以便后續(xù)分析。水迷宮實驗—實驗步驟空間探索實驗（無平臺探索期實驗）：

定位航行試驗結(jié)束24h后，撤除站臺。然后任選一相同入水點將動物放入水中，記錄動物在90s內(nèi)的游泳路徑，記錄動物在目標象限的停留時間和穿越目標象限的次數(shù)，觀察動物的空間定位能力，及在空間探索過程中的變化規(guī)律。水迷宮實驗—實驗步驟工作記憶實驗：探查訓練結(jié)束后的第二天，開始維持4天的對位訓練。將平臺放在原先平臺所在象限的對側(cè)象限，方法與定位航行實驗相同。每天訓練4次。每次記錄找到平臺的時間和游泳距離以及游泳速度。水迷宮實驗—實驗步驟可視平臺實驗：從放小鼠入水到小鼠爬上平臺所需時間（較重要，這個主要是檢測動物的運動能力）。從放小鼠入水到小鼠爬上平臺的路徑長度（較重要，檢測動物尋找平臺的策略，特別是檢測老年小鼠是否視力有問題）。小鼠游泳的游泳速度（重要，由前面兩個數(shù)據(jù)相除得到）需要關(guān)注的行為（用于排除部分無用小鼠數(shù)據(jù)）小鼠漂浮不動的時間和次數(shù)小鼠是否會爬上平臺后跳下來水迷宮實驗—實驗步驟定位航行實驗（平臺隱藏期實驗）：從放小鼠入水到小鼠爬上平臺所需時間（最重要，最核心的數(shù)據(jù)，因為有分組和時間兩個維度）。從放小鼠入水到小鼠爬上平臺的路徑長度（同樣也是動物的搜索策略問題）。小鼠游泳的游泳速度。在整個過程中小鼠與平臺中心的距離之和（另一種判斷學習能力的方法，比較少見）。小鼠剛?cè)胨蟮牡谝淮蜗蛑行挠蝿訒r的方向與起點-平臺直線的夾角（這個就更少了）。水迷宮實驗—實驗步驟空間探索實驗（無平臺探索期實驗）：小鼠在每個象限停留的時間。小鼠在每個象限的路徑長度。小鼠第一次到達原平臺位置的時間和路徑長度。小鼠穿過原平臺位置的次數(shù)。

水迷宮實驗—注意事項注意事項實驗環(huán)境要求安靜，保證隔音，環(huán)境噪聲控制在60dB以下。實驗環(huán)境需要弱光照明，照明度控制在100Lux以下。有條件的話小鼠應該在正式實驗前1周移入水迷宮實驗房間進行飼養(yǎng)。如果沒有這樣的條件，也應該盡量將小鼠至少連續(xù)三天每天移入水迷宮房間2-4小時，適應實驗環(huán)境。實驗前需要固定操作者對實驗動物每天撫摸1-2min，連續(xù)5天以上，以減少非特異性應激刺激對實驗動物檢測中的影響。實驗動物的性別、周齡盡量保持一致，因為激素水平可能會影響動物行為。

水迷宮實驗—注意事項注意事項注意實驗動物的晝夜節(jié)律，盡量選擇同一時間段開展實驗，一般為每天正常光周期的開燈后1小時開始檢測。水迷宮實驗“三件套”：金魚網(wǎng)、玻璃棒、吹風機。金魚網(wǎng)用于快